Исследовательская работа «Влияние фитонцидов высших растений на жизнедеятельность организмов»
Скачать 212.01 Kb.
|
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Гимназия» г. Старая русса Номинация: ботаника и экология растений Учебно - исследовательская работа «Влияние фитонцидов высших растений на жизнедеятельность организмов» Ануфриева Наталья ученица 9 «Г» класса руководитель Горюнова Людмила Алексеевна учитель биологии 2012 г. Содержание Введение ……………………………………………………………. 3 стр. Основная часть ..……………………………………………………. 5 Постановка и результаты опытов ………………………………… 7 Заключение …………………………………………………………. 12 Литература …………………………………………………………. 13 Приложения ………………………………………………………… 14 Введение Проблема, которую я хочу решить в своей исследовательской работе при помощи опытов и наблюдений – узнать о характерных особенностях фитонцидной активности листьев высших растений, особенности влияния фитонцидов растений на живые организмы и выявление растений, обладающих наибольшей фитонцидной активностью. Актуальность темы Тема моей работы является очень актуальной, так как в современном мире воздух – это важнейшая составляющая среды нашего обитания. Всвязи с загрязнением окружающей среды в ней появилось большое количество разнообразных микроорганизмов, аллергенов и прочих вредных веществ, которые отрицательно влияют на организм человека и поэтому, одна из многих главных задач всего человечества - найти новые методы защиты от вредоносных микроорганизмов. В результате научных исследований выявлено, что фитонциды растений являются защитниками организма человека. Растения защищают и помогают людям, выделяя в окружающую среду вещества, так называемые - фитонциды, которые убивают огромное количество вредных микроорганизмов. Актуальность такой информации будет возрастать со временем, так как многие лекарственные препараты приносят организму человека не только пользу и помощь, но и вред. Гипотеза Я думаю, что листья многих растений обладают фитонцидной активностью. Благодаря фитонцидной активности растений можно бороться с вредными микроорганизмами, с насекомыми, которые являются переносчиками возбудителей многих заболеваний. Цель исследования Оценить фитонцидную активность листьев высших растений и воздействие их фитонцидов на живые организмы. Задачи исследования: - изучение биологических особенностей растений; - определение воздействия фитонцидов на живые организмы; - определение возможности использования полученных результатов для использования фитонцидов в жизни человека. Методы исследования: Теоретические: 1. Анализ. 2. Изучение научной литературы. Эмпирические: 1. Наблюдение. 2. Сравнение. 3. Эксперимент. Математические: 1. Статистические. 2. Метод визуальных наблюдений. Оборудование: 1. Реактивы. 2. Материалы: чашка Петри, стаканы 150 мл, пробирки, вата, пинцет, фото-аппарат, керамическая ступка, микроскоп. (Приложение 1). Для проведения опытов отобрала: а) виды растений, такие как: - сосна обыкновенная (Pínus sylvéstris); - береза бородавчатая (Betula verrucosa); - тополь серебристый (Pópulus álba); - мята перечная (Méntha piperíta); - тысячелистник (Achilléa); - хлорофитум (Chlorophytum); - лук репчатый (Állium cépa); - ива белая (jalix alba); - черемуха обыкновенная (Prunus padus); - дуб черешчатый (Quercus); б) представителей животного мира: - насекомых - плодовых (Drosophilidae) и комнатных мух (Musca domestica); - почвенные простейшие; - домовая мышь (Mus musculus); в) гриб мукор (Mucor). Опыты проводились в июне - июле месяце на протяжении трех недель. Повторение опытов трехкратное. Место проведения опытов – жилые помещения (моя квартира, дача). Объект исследования Влияние фитонцидов на живые организмы. Предмет исследования Фитонциды высших растений. Основная часть. Растительный мир начали изучать еще наши далекие предки. С каждым тысячелетием человек постигал тайны растений, своих известных спутников, осваивал их, а затем начал создавать новые виды. Однако и сейчас, в век ядерной энергии и молекулярной биологии, растительный мир остается безбрежным океаном тайн, к которым мы только начинаем приобщаться. Растения не только продуцируют кислород для нашего дыхания, защищают поля и водоемы от эрозии, украшают города и села, дают пищу и сырье для многих отраслей промышленности. В последнее время ученые обнаружили, что зеленый лист растения является совершенным и высокоэффективным фильтром, который поглощает из воздуха вредные промышленные загрязнения, задерживает пыль и копоть. Средней величины дерево (высотой 12 - 13 м) в условиях умеренного климата за вегетационный период может поглотить и нейтрализовать почти 0,5 кг двуокиси серы, 250 г хлора, 50 г фтора и осадить почти 50 кг пыли. С незапамятных времен человек начал использовать в своей повседневной жизни растения. Собирая по крупицам знания о растениях, мы не только показываем, что дорожим памятью о наших предках, но мы становимся мудрее, старше, приобретаем неоценимые знания. Фитонциды - полезные вещества не только для самих растений, но и для человека. Еще древние йоги считали, что в воздухе есть очень важные для человека компоненты — они называли их энергиями («прана»). Современная наука точно определила состав воздуха. Выяснилось, что ценность воздуха определяет не только процентное содержание в нем кислорода, углекислоты, азота, других газов и их соотношение. Содержание в свежем воздухе небольших, порой незначительных включений фитонцидов и других биологически активных веществ очень важно для самочувствия, настроения, работоспособности человека и для его здоровья. Уже доказано, что нехватка чистого воздуха, вернее, нехватка биологически активных компонентов и фитонцидов отрицательно сказывается на сопротивляемости организма человека. Летучие фитонциды - один из важнейших регуляторов физико-химического состава воздуха. Они повышают содержание в нем отрицательных ионов (например, в лесу их содержание в 5 - 10 раз выше, чем в воздухе больших городов), благоприятно действующих на человека, и снижают количество вредных положительных ионов. Фитонциды увеличивают биологическую активность кислорода воздуха. Но этим роль фитонцидов не ограничивается: они также способствуют оседанию пылевых частиц, уменьшают электрический показатель загрязненности воздуха и обезвреживают присутствующие в нем микроорганизмы. Современная наука доказала, что летучие фитонциды могут усваиваться легкими, они являются поставщиками необходимых для организма витаминоподобных и гормоноподобных веществ, а также компонентов, идущих на построение биологических комплексов. Термин был предложен Б. П. Токиным в 1928 году. Первоначально слово фитонциды использовалось только как характеристика суммы веществ растений, подавляющих развитие других организмов. Но в последующем сфера применения термина была расширена на все виды продуктов, получаемых при переработке растительной биомассы, обладающих антимикробными свойствами, регулирующие развитие растительных сообществ, все антибиотики микробного происхождения и другие природные вещества. Фитонциды стали рассматривать не только как специфические защитные вещества, а как участника в теплорегуляции, как стимулятор или ингибитор прорастания пыльцы растений, и в иных процессах жизнедеятельности растений. Фитонцидами называют все секретируемые растениями фракции летучих веществ, в том числе те, которые практически невозможно собрать в заметных количествах. Характерными представителями фитонцидов являются эфирные масла, извлекаемые из растительного сырья. Фитонциды играют важную роль в иммунитете растений и во взаимоотношениях организмов в биогеоценозах. Выделение ряда фитонцидов усиливается при повреждении растений. Летучие фитонциды способны оказывать своё действие на расстоянии, например фитонциды листьев дуба, эвкалипта, сосны и многих других. Сила и спектр антимикробного действия фитонцидов весьма разнообразны. Фитонциды чеснока, лука, хрена убивают многие виды простейших, бактерий и низших грибов в первые минуты и даже секунды. Летучие фитонциды уничтожают простейших инфузорий, многих насекомых за короткое время - часы или минуты. Фитонциды - один из факторов естественного иммунитета растений (растения стерилизуют себя продуктами своей жизнедеятельности). Так, фитонциды пихты убивают коклюшную палочку (возбудителя дизентерии и брюшного тифа); сосновые фитонциды губительны для палочки Коха и для кишечной палочки; берёза и тополь поражают микроб золотистого стафилококка. Фитонциды же багульника довольно ядовиты и для человека - с этими растениями следует быть осторожным. Защитная роль фитонцидов проявляется не только в уничтожении микроорганизмов, но и в подавлении их размножения, в отрицательном хемотаксисе подвижных форм микроорганизмов. В стимулировании жизнедеятельности микроорганизмов, являющихся антагонистами патогенных форм для данного растения, в отпугивании насекомых и т. п. Гектар соснового бора выделяет в атмосферу около 5 килограммов летучих фитонцидов в сутки, можжевелового леса — около 30 кг/сут, снижая количество микрофлоры в воздухе. Поэтому, в хвойных лесах, воздух практически стерилен. Он содержит лишь около 200-300 бактериальных клеток на 1 м³. Что представляет интерес для гигиенистов, специалистов по озеленению и др. Отсюда могу сделать вывод что фитонциды - химические вещества, необходимые для поддержания жизнедеятельности живых организмов. Они обладают высокой физиологической активностью при небольших концентрациях по отношению к определенным группам живых организмов или их клеткам, злокачественным опухолям, избирательно задерживающие или ускоряющие их рост или полностью подавляющие их развитие. Прочитав много статей о фитонцидах, решила узнать о них побольше, и самой убедиться в силе фитонцидов. Для этого я провела анкетирование среди своих одноклассников в надежде что они знают что то о фитонцидах и поделятся своими знаниями и провела ряд опытов, чтобы самой убедиться в силе фитонцидов. Анкетирование В начале года в своем классе провела небольшой опрос: моя анкета состояла из вопроса: «Знаете ли вы, что такое фитонциды и как они применяются»? Из 18 опрошенных мною человек:
По результатам анкетирования построила диаграмму (Приложение 2). И на основании таблицы и диаграммы пришла к выводу, что мне самой необходимо больше узнать, что такое фитонциды и какими свойствами они обладают. Для этого надо проделать опыты с растениями-фитонцидоносителями и рассказать о полученных данных своим одноклассникам. Постановка опытов I. Определение антимикробных свойств листьев разных видов растений и их воздействие на живые организмы. Для определения фитонцидной активности растений и их воздействия на живые организмы проводила ряд опытов. Для их проведения брала вату, пробирки, куда помещала растертые листья таких растений как: сосна обыкновенная ( Pínus sylvéstris), береза бородавчатая (Betula verrucosa), тополь серебристый (Pópulus álba), мята перечная (Méntha piperíta), тысячелистник ( Achilléa), лук репчатый (Állium cépa), ива белая (jalix alba), черемуха обыкновенная (Prunus padus), дуб черешчатый (Quercus) (Приложение3) и представителей животного мира - насекомых: плодовых и комнатных мух. Опыты я проводила в июне - июле месяце. Повторение опытов трехкратное. Количество особей: плодовых мушек (Drosophilidae) - 27, комнатных мух (Musca domestica) – 9(Приложение 4). Место проведения опытов - квартира. Опыт 1 Для первого опыта я взяла пробирки, поместила туда растертые листья (перья) лука. Затем поместила плодовых мух в атмосферу летучих веществ лука. Мухи прекрасно чувствовали себя, ползая по луковой кашице и летая в ее парах. Точно такие же опыты я проводила со всеми остальными растениями с моего списка, главный факт - большая стойкость плодовых мух к фитонцидам многих растений - остался непоколебимым. Их убивали только фитонциды мяты перечной и черемухи обыкновенной. У меня возник вопрос почему же это так, что плодовых мушек не убивают фитонциды многих растений. Свой ответ я нашла в учебниках где говорится о том что, плодовые мухи питаются остатками растений, поэтому они в ходе эволюции оказались более приспособленными к ядовитым фитонцидам растений. Это неудивительно. Природа дает нам много еще более ярких примеров приспособленности организмов к мощным ядам, к бактериям, являющимся для других живых существ, безусловно, болезнетворными. Опыт 2 Точно такой же опыт проделала с растениями, указанными в таблице. Помещала в пробирку с мухами комнатными измельченные листья ниже- указанных растений и определяла время жизнедеятельности мух.
Как мы видим из таблицы и диаграммы (Приложение 5), черемуха оказалась сильно инсектицидным растением. Ее листья весной и летом в зависимости от состояния дерева, погоды и некоторых других обстоятельств быстрее или медленнее, но убивают комнатных мух. Опыт 3 Проведем опыт, с каким - либо плесневым грибком. Возьмем стеклянную чашку Петри в нее наливаем пивное сусло и желатин. Пивное сусло застывает тонким слоем. Наносим тонкой проволочкой немножко плесени гриба мукор (Mucor) (Приложение 6) из корки заплесневелого хлеба. Этот плесневый грибок очень удобен для подобных опытов. На крышку чашки положим 1 грамм мелко изрезанных недавно сорванных листьев черемухи. Опрокинем теперь чашку с пивным суслом и введем ее в крышку. Чашка будет поставлена вверх дном, а раненые листья черемухи или других растений будут «смотреть» на посеянные споры. В зависимости от того, листья каких растений взяты, в больший или меньший промежуток времени мы заметим, что прорастание спор замедляется или прекращается вовсе. Фитонциды данных растений на расстоянии совершенно убивают их.
Как видим из таблицы и диаграммы (Приложение 7) наиболее фитонцидными свойствами обладают листья черемухи и лука. При воздействии фитонцидов данных растений на плесневый гриб мукор (Mucor) его рост отсутствует. (Приложение 8) Следующий опыт состоял в определении мной фитонцидной активности экстрактов растений при бесконтактном их воздействии на почвенные простейшие. Было установлено время гибели простейших после бесконтактного воздействия фитонцидных растений. Список растений: сосна обыкновенная ( Pínus sylvéstris), береза бородавчатая (Betula verrucosa), тополь серебристый (Pópulus álba), мята перечная (Méntha piperíta), хлорофитум (Chlorophytum), лук репчатый (Állium cépa), черемуха обыкновенная (Prunus padus), дуб черешчатый (Quercus). Опыты я проводила в июне - июле месяце на протяжении трех недель. Повторение опытов трехкратное. Опыт №4 Постановка опыта 1. В керамической ступке растираю листья исследуемого растения, действие фитонцидов которого необходимо проверить. 2. Отжимаю через марлю несколько капель сока исследуемого растения. Объемы исследуемых соков, взятых мною растений, одинаковы. 3. В небольшой стакан (50–100 мл) помещаю комочек лесной почвы, добавляю немного воды, перемешиваю, даю осесть твердым почвенным частицам. Беру пипеткой каплю воды из стакана, помещаю ее на предметное стекло и накрываю покровным стеклом и ставлю на предметный столик под микроскоп для наблюдения и изучения. Просматриваю препараты раствора сначала под малым, а затем под большим увеличением. Можно увидеть разнообразные виды почвенных простейших организмов и их активное движение в капле воды. 4. Зарисовываю различные виды почвенных простейших, обнаруженных в препарате приготовленного почвенного раствора (Приложение 9). 5. Добавляю под покровное стекло каплю приготовленного сока из листьев растений. Фиксирую время, в течение которого происходит гибель простейших после воздействия на них растительного сока. Данные эксперимента вношу в таблицу.
Строю диаграмму фитонцидной активности растений (Приложение 10) Итак, я выяснила, что соки растений, обладающих фитонцидными свойствами, в несколько раз быстрее губят микроорганизмы по сравнению с экстрактами не фитонцидных растений. Опыт показал, что наиболее губительным для простейших является экстракт сока черемухи. На основании проделанных опытов я узнала, как воздействуют фитонциды растений на живые организмы и выяснила, что многие живые организмы погибают от воздействия фитонцидов. Но все ли организмы подвержены воздействию фитонцидов? На этот вопрос мне помог дать ответ мой кот Рыжик (Приложение 11), поймавший где-то и принесший еще живую мышь, которая пригодилась в дальнейшем для моего эксперимента (Приложение 11). Осмотрев мышь, поняла, что она вполне здорова и пригодна для моего эксперимента. Заранее хочу сказать, что мышь осталась жива и после опыта, я отпустила ее на свободу в благодарность за оказанную мне помощь в эксперименте. Опыт 5. Для своего опыта взяла банку, положив на дно измельченные листья черемухи и посадила туда мышь. Мышь, в первые минуты была спокойна, но через 5-7 минут она начала вести себя беспокойно, стала бросаться на стенки банки и еще через 6 минут она начала «засыпать», быстро вынула ее из банки и посадила в чистую – без листьев банку, перед этим бросив в нее морковь и корочку хлеба. Мышь «проснулась» через 8 минут, поела и я отпустила ее на свободу. Отсюда мы можем сделать вывод, что фитонциды черемухи так же воздействуют и на млекопитающих животных. И фитонциды черемухи можно использовать для борьбы с грызунами. Но теперь возник вопрос о том можно ли использовать фитонциды в «мирных целях», чтобы они помогали другим организмам в их жизнедеятельности. Для этого я проделала опыт с комнатным растением. Опыт 6. Возьмем черенки растения хлорофитум (Chlorophytum) и 2 стакана с водой. Мы видим, что в стакане, куда я положила листья черемухи и ее плоды и меняла через день старые листья на новые, растения чувствуют себя хорошо, корни начинают расти значительно быстрее, чем в другом стакане, где нет листьев черемухи и плодов. В нем растение отстает в росте и корневая система растет плохо (Приложение 12). Из этого опыта мы делаем вывод, что фитонциды черемухи помогают росту растений. Но помогают не всем растениям, есть ряд растений, на которые фитонциды черемухи действуют отрицательно. По моим наблюдениям, если поставить в одну вазу тюльпаны и черемуху, то цветки тюльпана быстро опадают, тогда как в отдельном букете они стоят гораздо дольше. Заключение Из проведенных мною опытов я пришла к выводу, что из многих растений – черемуха обладает наибольшей фитонцидной активностью. Также фитонцидной активностью обладают: лук, мята, сосна. Фитонциды данных растений обладают обеззараживающим свойством. Листья и почки этих растений можно применить в борьбе с разнообразными микроорганизмами. Моя работа не закончена, я хочу узнать, в какой период листья обладают большей фитонцидной активностью, т. е. весной, летом, осенью или почки зимой. В какое время суток, при какой температуре наблюдается наивысшая фитонцидная активность. Какие живые организмы наиболее устойчивы к фитонцидам и какие еще (кроме перечисленных мною растений) являются фитонцидоносителями. Моя работа имеет практическую направленность в озеленении нашего города. И она еще не закончена, так как фитонциды растений таят в себе еще много загадок, которые я хочу разгадать. Практические рекомендации Исходя из опытов, я рекомендую широко использовать фитонцидные растения для озеленения города Старая Русса. На улицах города произрастают фитонцидные растения: береза, дуб, тополь, черемуха. Они выделяют в воздух летучие вещества, убивающие микробов, но их недостаточное количество. Всвязи с увеличением количества транспортных средств, загрязнение воздуха городских улиц постоянно увеличивается. Хочется сказать, что в условиях большого количества автотранспорта в Старой Руссе и его отрицательного влияния на состояние окружающей среды фитонцидные растения необходимы для сохранения здоровья жителей города. Следует высаживать как можно больше устойчивых к загрязнениям воздуха фитонцидных растений: березу, дуб, черемуху, сосну и другие растения о которых я узнаю в следующих своих опытах. Литература 1. Гиляров М. С. «Биологический энциклопедический словарь» - М., Советская энциклопедия, 1986 г. 2. Вердеревский Д. Д., «Иммунитет растений к паразитарным болезням», М., 1959 г. 3. Зелепуха С. И., Антимикробные свойства растений, употребляемых в пищу, К., 1973 г. 4. Рычкин Ю.В. Древесно-кустарниковая флора. Определитель. М.: «Просвещение», 1972 г. 5. Токин Б. П., Фитонциды, 2 изд., М., 1951; Фитонциды, их роль в природе, Л., 1957 г. 6. Токин Б. П., Целебные яды растений. Повесть о фитонцидах, 2 изд., Л., 1974 г. 7. Фирсов Н. Н. «Микробиология: словарь терминов»,- М., Дрофа, 2006г. . Приложения Приложение 1. Оборудование       Приложение 2  Как видим с диаграммы ученики моего класса мало что знают о фитонцидах.Приложение 3. (Листья: ивы, дуба, березы, тополя, сосны, мяты, тысячелистника, лука,черемухи)        Приложение 4 Плодовая мушка, муха комнатная  Приложение 5 Диаграмма воздействия фитонцидных растений на насекомых Как мы видим из диаграммы - черемуха оказалась сильно инсектицидным растением.Приложение 6 Мукор на корочке хлеба  Приложение 7 Диаграмма воздействия фитонцидных растений на гриб мукор Как видим из диаграммы наиболее фитонцидными свойствами обладают листья черемухи и лука по своему воздействию на гриб мукор. При воздействии фитонцидов данных растений на плесневый гриб мукор (Mucor) его рост отсутствует. (Приложение 8) Приложение 8 Воздействие фитонцидных растений на гриб мукор Как мы видим рост отсутствует Приложение 9 Простейших в почвенном растворе Приложение 10 Диаграмма воздействия фитонцидных растений на простейших. Опыт показал, что наиболее губительным для простейших является экстракт сока черемухи. На основании проделанных опытов я узнала, как воздействуют фитонциды растений на живые организмы и выяснила, что многие живые организмы погибают от воздействия фитонцидов Приложение 11  Приложение 12 Черенки хлорофитума Приложения 13 Тюльпан, черемуха |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Научно – исследовательская работа Влияние магнитных бурь на человека ... |  | Влияние фитонцидов на жизнедеятельность микроорганизмов С 1 по 5 февраля в Томском государственном университете впервые проходят Дни науки: необычные лекции с применением эксперимента собрали... |
| Влияние фитонцидов различных видов растений на простейшие организмы «Менеджмент», «Экономика» и «Юриспруденция». Во время вступительного испытания абитуриент должен показать знание основных процессов... | | Научно-исследовательская работа Научно-исследовательская работа Научно-исследовательская... Научно-исследовательская работа (нир) относится к циклу «Практики и научно-исследовательская работа» магистерской программы «Русский... |
| Исследовательская работа Экология аллохорных и автохорных растений Введение в культуру растений, ранее не произраставших в этом районе, называют интродукцией. Растения интродуценты часто обладают... | | Исследовательская работа по физике на тему: Звук. Влияние звука на... Целью семинара является обсуждение и проработка лучших мировых практик и современных моделей реализации проектного подхода в инженерном... |
| Урока в теме Дата Тема урока Тип урока Знать: многообразие жизненных форм растений, особенности органов растений, давать характеристику общих признаков растительных организмов,... | | Исследовательская работа «Тайна имени». Выполнила ученица 6 класса... Научно-исследовательская деятельность в Мокрушинской школе Канского района Красноярского края |
| Исследовательская работа Выполнял Причины отказа от гидропонного метода выращивания растений в Советском Союзе и в современной России | | Моу «Разуменская сош №3» Коржова Анна участвовала в районном конкурсе Учебно-исследовательская работа «Биоиндикация состояния Белгородского водохранилища с помощью донных организмов» |
| Исследовательская работа школьников. 2007 №3 «Ученику необходимо... Леонтович А. В. Исследовательская деятельность учащихся в современном образовательном пространстве: итоги научно-практической конференции.... | | Приложение 15 Участие в ноу в 2013-14 уч году Влияние учебных занятий на функциональное состояние зрительного анализатора, исследовательская работа |
| Исследовательская работа Жест как один из способов невербального общения. Его влияние на развитие способности понимания других людей | | Научно-исследовательская работа Автор: ученица 9класса Старцева Александра Ii. Практическая часть. 14 Влияние мультфильмов на психику младших школьников |
| Разнообразие растений ... | | Исследовательская работа на тему «Пищевые добавки в моих любимых продуктах» Выявить содержание и влияние пищевых добавок на самые употребляемые детские продукты |
